Сладкая месть батата против грибковой болезни

Чёрная гниль батата — это разрушительное заболевание, вызываемое грибком Ceratocystis fimbriata. С конца 1800-х годов эта болезнь угрожала уничтожить до 30% урожая батата в США. В 2015 году все штаты-производители батата в США пережили одну из худших вспышек в истории, с потерями до 60%.

Хотя фунгициды могут помочь в борьбе с болезнью, они не являются устойчивым решением, особенно с учётом изменчивых ограничений на остатки фунгицидов на основных экспортных рынках. Дополнительной стратегией управления является селекция с помощью эффекторов — новый подход к созданию устойчивых к болезням культур.

Эффекторы — это секретируемые патогеном белки, которые модулируют молекулярные и клеточные процессы растения-хозяина. В отличие от традиционных методов селекции, которые могут занимать много лет и включать обширные пробы и ошибки, селекция с помощью эффекторов использует специфические эффекторы патогена для быстрой идентификации и отбора растений, устойчивых к болезни. Это ускорит селекционные программы, приведя к созданию устойчивых к чёрной гнили сортов батата и сокращению потерь урожая.

До сих пор у исследователей были ограниченные знания о биологии C. fimbriata, что создавало барьер в борьбе с этой болезнью. Чтобы решить эту проблему, исследователь Камило Парада-Рохас из лаборатории Лины Кесада-Окампо в Университете штата Северная Каролина и коллеги сосредоточились на идентификации эффекторных белков, производимых C. fimbriata во время заражения.

Исследование, опубликованное в Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI), идентифицировало 31 ген эффектора C. fimbriata. Каталогизируя эти эффекторы, исследователи могут лучше понять, как гриб заражает батат, и определить потенциальные мишени в растении-хозяине для селекции устойчивых сортов. Кроме того, исследование предполагает наличие биотрофной фазы, в которой гриб живёт за счёт живых клубней батата, прежде чем убить его, что даёт новую перспективу на прогрессирование болезни.

Это исследование даёт новаторские знания о биологии C. fimbriata и указывает на потенциальные мишени для селекции с помощью эффекторов. Хотя результаты обнадёживают, практическое применение в борьбе с болезнями и селекции растений потребует больше времени и исследований.

Парада-Рохас заявляет: «Путь от фундаментальных исследований до реального применения долог, но потенциал оказать значительное влияние на устойчивость сельскохозяйственных культур и продовольственную безопасность делает его невероятно полезным».

Тем временем, полученные в исследовании представления об эволюции и стабильности патогена могут помочь в мониторинге болезни, способствуя более эффективному отслеживанию и сдерживанию распространения C. fimbriata — делая науку на шаг ближе к защите батата в будущем.